煤礦巷道掘進的綜合降塵及防塵探究

姚德標

摘要：高濃度的粉塵會大大增加煤礦巷道掘進施工安全風險，極有可能會釀成安全事故，危害現(xiàn)場工作人員的生命財產(chǎn)安全，因此必須要采取科學合理的降塵及防塵措施，降低粉塵濃度，創(chuàng)造安全的作業(yè)環(huán)境。本文將對煤礦巷道掘進粉塵來源加以分析，并提出優(yōu)化煤礦通風系統(tǒng)以及降塵防塵的有效舉措，希望能夠在煤礦巷道掘進施工中起到參考和借鑒的作用，從而為煤礦開采的順利高效開展奠定堅實的基礎。

Abstract： High concentration of dust will greatly increase the safety risk of coal mine roadway construction， which may cause safety accidents and endanger the safety of life and property of field workers. Therefore， it is necessary to take scientific and reasonable dust prevention measures to reduce dust concentration and create a safe working environment. This paper will analyze the source of dust in coal mine roadway， and propose effective measures to optimize coal mine ventilation system and dust prevention. It is hoped that it can play a reference and reference role in the construction of coal mine roadway， thus laying a solid foundation for the smooth and efficient development of coal mining.

關鍵詞：煤礦巷道;掘進;綜合降塵;防塵

Key words： coal mine roadway;tunneling;comprehensive dust reduction;dustproof

中圖分類號：TD714 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）30-0131-02

0 ?引言

一般來說，煤礦巷道掘進施工中的防塵降塵措施是比較多的，在不同環(huán)境和條件下采用的方法理應有所差異，這樣才能在保證煤礦開采效率和質(zhì)量的同時，進一步降低粉塵濃度，維護生產(chǎn)的安全性，現(xiàn)場工作人員的人身安全也將免于遭受威脅。雖然在煤礦巷道中普遍建設有通風系統(tǒng)，但是部分通風系統(tǒng)的性能較差，通風方式不合理，不能夠?qū)⒎蹓m濃度加以有效降低。為了轉(zhuǎn)變這一現(xiàn)狀，必須要加強對通風系統(tǒng)的優(yōu)化，使之功能得到最大化的發(fā)揮，進而對粉塵起到抑制作用，最大程度的降低煤礦巷道掘進施工安全風險，為煤礦企業(yè)經(jīng)濟利益提供可靠保障。

1 ?煤礦巷道掘進粉塵來源分析

1.1 煤礦粉碎作業(yè) ?爆破作業(yè)在煤礦巷道掘進施工中是比較常見的，通過破壞原有的煤層結構，將大體積煤炭變小，以便于將煤炭順利運輸出去，這是煤礦開采的一個基本要求。然而在對煤礦進行粉碎時經(jīng)常會滋生大量的粉塵，這會影響到施工人員視物，增加施工的危險性，而長期吸入粉塵會導致施工人員罹患各類呼吸道疾病。據(jù)調(diào)查顯示每年因此類癥狀死亡人數(shù)高達上萬，可見在煤礦巷道掘進中采取防塵降塵措施是非常必要的。

1.2 機械設備的運用 ?現(xiàn)如今機械化生產(chǎn)在煤礦開采中備受推崇，各種機械設備的應用大大減輕了施工人員的勞動強度，提高了煤礦開采效率，但是也引發(fā)了一些新的問題，最為突出的就是粉塵濃度的大幅上升。發(fā)生這一現(xiàn)象的原因在于煤礦巷道掘進所用機械設備導致巖層破碎，截齒與巖層的反復碰撞會讓粉塵在巖層表面積聚，隨著施工的推進粉塵就會逸散到空氣中，這是煤礦開采中火災和爆炸事故頻發(fā)的罪魁禍首。

1.3 煤礦巷道支護施工 ?對煤礦巷道進行支護可以保持巖層結構的穩(wěn)定性，防止坍塌事故的發(fā)生，較為普遍應用的是液壓支架，需要隨著煤礦巷道掘進進行移動和調(diào)整，這就導致頂板荷載并非一成不變，而是發(fā)生了明顯變化，空氣中的粉塵就會隨之增加，能見度的下降會讓施工人員頻頻出現(xiàn)失誤操作，煤礦開采風險也會急劇上升。

1.4 煤礦運輸 ?煤炭通常需要通過傳送帶進行運輸，在裝載和運輸過程中也會產(chǎn)生不少的粉塵，有些煤礦企業(yè)為了擴大自身經(jīng)濟效益會超負荷使用運輸設備，將體積和重量較大的煤炭放置在傳送帶上，煤炭與傳送帶的摩擦是產(chǎn)生粉塵的重要原因之一;此外，裝載煤炭時施工人員用力過猛，或者是煤炭從高處落到傳送帶上，也會有較大的概率會增加粉塵量。

2 ?煤礦通風系統(tǒng)優(yōu)化路徑

優(yōu)化煤礦通風系統(tǒng)是防塵降塵的一個有效措施，可以讓煤礦開采環(huán)境更加安全，人員傷亡事件的發(fā)生幾率也會大幅下降，充分滿足了新時期煤礦開采要求，煤礦企業(yè)利益也能快速提升。具體而言，煤礦通風系統(tǒng)的優(yōu)化需要從以下幾個方面著手：

2.1 應用先進的煤礦通風技術 ?科學技術的進步發(fā)展使得各類先進技術手段被應用到各行各業(yè)中，國民經(jīng)濟因而保持著高速發(fā)展態(tài)勢，目前在煤礦巷道通風系統(tǒng)中所用的技術可謂多種多樣，根據(jù)煤礦開采環(huán)境選擇合適的通風技術，能夠取得非常顯著的成效，將粉塵濃度控制在允許范圍內(nèi)。以局扇通風技術為例，這類技術的應用對局扇有著嚴格的要求，不僅需要局扇能夠具有較大的風量和較小的噪音，而且要堅固、耐用，更為重要的是局扇的防爆性能也要達到一定的標準，這樣局扇通風技術才能在煤礦巷道掘進中發(fā)揮效用。因為局扇的功率相對較大，所以每個采掘面所用局扇數(shù)量通常不超過兩個，局扇的型號也要符合煤礦開采的要求，以達到防塵降塵的作用。

2.2 轉(zhuǎn)變煤礦通風方式 ?從當前煤礦通風方式來看，往往并未根據(jù)煤層傾向角度、粉塵濃度和井田面積等因素進行合理性的選擇，使得煤礦巷道掘進施工的安全性較低，施工成本較高，煤礦企業(yè)的利益也會有所削減。各種煤礦通風方式的適用范圍如下所示：首先，中央并列式通風方式適用于井田面積不大的通風系統(tǒng)中，但是通風系統(tǒng)的線路過長，系統(tǒng)運行過程中也會持續(xù)受到阻力，在使用時需要加以注意;對角式通風方式適用于井田面積較大的煤礦中，而煤層較深的則要優(yōu)選混合式通風方式，這樣煤礦巷道掘進施工中通風系統(tǒng)的運行就會更加穩(wěn)定，將會不斷有新鮮空氣流入礦井，有利于遏制粉塵的大量滋生。

2.3 礦井通風量的合理分配 ?礦井通風量的大小對于防塵降塵有著重大影響，實際上在煤礦巷道掘進中并不是通風量越大效果就越好，而是要根據(jù)礦井各個地區(qū)粉塵濃度對通風系統(tǒng)的通風量加以計算，既要降低系統(tǒng)運行能耗，又要將粉塵從井內(nèi)迅速排出，唯有如此煤礦開采才能保質(zhì)保量開展，煤礦企業(yè)取得效益也會更為可觀。通常情況下，煤礦開采的推進會造成粉塵的不斷增加，相應的需要更大的風量能夠?qū)⒎蹓m稀釋，說明通風系統(tǒng)的通風量是動態(tài)變化的，要求工作人員能夠定期計算礦井需風量，調(diào)整通風系統(tǒng)運行參數(shù)，爭取將粉塵濃度控制在較低范圍內(nèi)，從而為煤礦開采的可持續(xù)進行創(chuàng)造有利條件。

2.4 煤礦通風系統(tǒng)設計優(yōu)化 ?煤礦通風系統(tǒng)結構往往是比較復雜的，包含有多個設備和管道，加強通風系統(tǒng)設計是強化系統(tǒng)功能，提高通風系統(tǒng)運行穩(wěn)定性和安全性的有效途徑，因此需要對煤礦通風系統(tǒng)設計進行優(yōu)化，針對傳統(tǒng)設計弊端加以改進，能夠在煤礦巷道掘進施工中發(fā)揮對粉塵的抑制作用?？紤]到礦井內(nèi)部面積較大，單獨一臺風機是不能夠滿足通風需求的，所以在煤礦通風系統(tǒng)中經(jīng)常是兩臺風機同時運行，致使倒機停風現(xiàn)象屢見不鮮，風機就不能夠穩(wěn)定運行，礦井通風量較小，粉塵濃度將會升高。對于此類情況的解決對策為，在煤礦通風系統(tǒng)中設置平式百葉窗，以達到平衡點風量的目的，煤礦巷道掘進施工中產(chǎn)生的粉塵就會被快速排出，而不會滯留在礦井內(nèi)部危害施工效率和人員安全了。

PLC的應用可以促使煤礦通風系統(tǒng)更加智能化、自動化，只需要將控制指令輸入到PLC中即可實現(xiàn)對通風系統(tǒng)的自動控制，無需工作人員手動操作系統(tǒng)，主觀因素引起的風險事故將會被扼殺在萌芽之中。而且PLC對通風系統(tǒng)中各類設備的管控更加精準，在通風系統(tǒng)中安裝有傳感裝置，當粉塵濃度超過預定標準時系統(tǒng)就會自動啟動，直到達到臨界值以下。同時在系統(tǒng)設備出現(xiàn)故障時也能夠及時發(fā)出預警，讓工作人員可以快速準確的找到故障點，恢復通風系統(tǒng)的良好運行，這是信息時代下通風系統(tǒng)優(yōu)化的一個新思路，可以將工作人員從繁瑣的通風系統(tǒng)管理工作中徹底解放出來，煤礦巷道掘進施工也會煥發(fā)出新的氣象。

3 ?煤礦巷道掘進施工中的防塵降塵措施

①使用機械設備進行作業(yè)時不可避免的會產(chǎn)生粉塵，此時可以用除塵器+高壓噴霧裝置開展防塵降塵工作，噴霧壓力不能低于3.5MPa，否則就無法起到對粉塵的去除作用。雖然運用上述裝置可以顯著提高煤礦開采的安全性，但是這些除塵設備的頻繁使用會加大其故障概率，因此煤礦企業(yè)應該安排專人負責對這些裝置進行保養(yǎng)和維護，以免在需要使用時發(fā)現(xiàn)設備存在故障，影響到除塵效果。比如說將水質(zhì)過濾后輸送到噴嘴，防止水中的雜質(zhì)造成噴嘴的堵塞，還要給噴霧裝置提供足夠的壓力。

②根據(jù)煤礦企業(yè)制定的設備管理制度對除塵設備進行維護管理，譬如說在使用除塵器降低空氣中的粉塵時，在開機前、使用中、關閉后都要按照相關要點進行操作，開機前要接通電源，將除塵器調(diào)整到噴霧狀態(tài);使用中嚴格遵循使用手冊，不能有絲毫差錯;關機除塵器時則要查看過濾網(wǎng)和污水箱，確定沒有破損和臟污情況后進行保管，避免受到環(huán)境因素影響出現(xiàn)故障問題。

③通過煤層注水和打眼錨桿支護作業(yè)來進行防塵。首先利用濕式液壓鉆機進行打眼，增加空氣濕度，抑制粉塵滋生;接下來使用干式孔口捕塵器，該綜合捕塵方法效果較好，對于施工人員技術水平?jīng)]有過高要求，是一種新穎的煤礦巷道掘進施工的防塵降塵措施。

④在掘進巷道內(nèi)部按技術要求鋪設防塵管路，同時安設巷道凈化水幕和轉(zhuǎn)載點噴霧，在煤礦巷道掘進前用高壓注水方式，配合高壓外噴霧裝置、除塵風機進行徹底的降塵、防塵。另外，還要加強煤礦巷道掘進施工安全管理水平，將上述工作落實到位，保證降塵效果。

⑤在噴射機后方安裝除塵器，借助除塵器來實施抽塵凈化，要依據(jù)巷道風向設置吸塵罩位置，保證吸塵罩與巷道頂部錨桿呈90°直角，錨噴支護作業(yè)與上料口位置相互距離2～4m。此時，采用負壓風筒銜接除塵器，保證除塵器前部連接吸塵罩，后部與風筒連接。

⑥盡量降低裝載點落差，可以考慮裝設溜槽或?qū)虬?，?yōu)化風流凈化水幕位置。一旦噴霧裝置發(fā)生故障無法啟動時，可以采用凈化水幕來配合裝載運輸運轉(zhuǎn)點，實現(xiàn)有效防塵。水幕噴頭高度設置要保證傾斜角在35°以內(nèi)，提高水幕的除塵噴霧降塵效果。

⑦煤礦巷道掘進的防塵工作還要加強個體防護與定期檢測，現(xiàn)場全體人員必須佩戴個體防護用具，如自吸式防塵口罩或過濾式送風防塵口罩等;并定期對人員身體狀況進行了解，患病者將不能從事一線生產(chǎn)。另外，還要做定期呼吸性粉塵的檢測，評估施工作業(yè)現(xiàn)場環(huán)境，及時發(fā)現(xiàn)和處理粉塵超限問題。

4 ?結語

綜上所述，粉塵濃度過高會給煤礦巷道掘進施工帶來一系列的負面效應，會影響到施工人員操作的準確性，危害他們的身體健康。煤礦企業(yè)必須要采取綜合性的防塵降塵措施，減少礦井內(nèi)部有毒有害氣體含量，為煤礦開采提供安全防護，讓施工人員能夠在良好的環(huán)境下進行煤礦生產(chǎn)作業(yè)，在此情況下煤礦生產(chǎn)必然會保持連續(xù)性和高效性，給煤礦企業(yè)創(chuàng)造更多效益，煤礦企業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展也會真正成為現(xiàn)實。

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